ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УДАРНО-ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В МАТЕРИАЛАХ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СВЕРХКОРОТКИХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛИ БАЕРА—НУНЦИАТО

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлена математическая модель, основанная на многофазной модели Баера—Нунциато. Эффективность модели продемонстрирована на численном решении ударно-волновых задач в конденсированных средах при наличии явной контактной границы с вакуумом. Рассматриваются результаты численного моделирования задач о взаимодействии фемтосекундного лазерного излучения с мишенью из алюминия. Показано преимущество применения модели Баера—Нунциато по сравнению с однофазной гидродинамической моделью при расчете динамики контактной границы. Простота реализации и возможность легкого введения дополнительных субмоделей, таких как горение, делает этот подход привлекательным для моделирования высокоэнергетических процессов в многофазных средах. Библ. 16. Фиг. 7.

Об авторах

П. А Чупров

Институт автоматизации проектирования РАН

Email: petchu@mail.ru
Москва, Россия

С. В Фортова

Институт автоматизации проектирования РАН

Москва, Россия

В. В Шепелев

Институт автоматизации проектирования РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Kaczmarek A., Denis P., Krajewski M., Moscicki T., Malolepszyand Hoffman M. Improved Laser Ablation Method for the Production of Luminescent Carbon Particles in Liquids // Materials. 2021. V. 14. Iss. 9.
  2. Liao Yiliang, Ye Chang, Cheng G.J. A review: Warm laser shock peening and related laser processing technique // Optics & Laser Tech. 2016. V 78. Iss. 2. P. 15-24.
  3. Walsh N., Costello J.T., Kelly T.J. Optical diagnostics of laser-produced aluminium plasmas under water // Appl. Phys. B. 2017. V. 123. Iss. 6. P. 179.
  4. Haiying Song, Liu Shi-Bing, Liu H., Wang Yang, Chen Tao, Dong Xiang-Ming Mechanism for femtosecond laser-induced periodic subwavelength structures on solid surface: surface two-plasmon resonance //
  5. Petrovic S., Gakovic B., Perusko D., Stratakis E., Radovic I., Cekada M., Fotakis C., Jelenkovic B. Femtosecond laser-induced periodic surface structure on the Ti-based nanolayered thin films // J. Appl. Phys. 2013. V. 114. P 233108.
  6. Inogamov N.A., Zhakhovskii V.V., Ashitkov S.I., Petrov Yu.V., Agranat M.B., Anisimov S.I., Nishihara K., Fortov V.E. Nanospallation induced by an ultrashort laser pulse // J. Exp. Theor. Phys. 2008. V. 107. Iss. 1. P 1-19.
  7. Иногамов Н.А., Перов Е.А., Жаховский В.В., Шепелев В.В., Петров Ю.В., Фортова С.В. Лазерная ударная волна: пластичность, толщина слоя остаточных деформаций и переход из упругопластического в упругий режим распространения // Письма в ЖЭТФ. 2022. T. 115. № 2. C 80-88.
  8. Xu J., Xue D., Gaidai O., Wang Y., Shaolin Xu Molecular dynamics simulation of femtosecond laser ablation of Cu50Zr50 metallic glass based on two-temperature model // Processes. 2023. V. 11. Iss. 6.
  9. Bauerhenne B., Zijlstra E.S., Garcia M.E. Molecular dynamics simulations ofa femtosecond-laser-induced solid-tosolid transition in antimony // Appl. Phys. A. 2017. V. 123. Iss. 9. P 608.
  10. Shepelev V.V., Petrov Yu.V., Inogamov N.A., Zhakhovskii V.V., Perov E.A., Fortova S.V. Attenuation and inflection of initially planar shock wave generated by femtosecond laser pulse // Opt. Las. Tech. 2022. V. 152. P 108100.
  11. Baer M.R., Nunziato J.W. A two-phase mixture theory for the deflagration-to-detonation transition (ddt) in reactive granular materials // Int. J. Multiphase Flow. 1986. V. 12. Iss. 6. P. 861-889.
  12. Saurel R., Favrie N., Petitpas F., Lallemand M.-H., Gavrilyuk S.L. Modelling dynamic and irreversible powder compaction // J. Fl. Mech. 2010. V. 664. P 348-396.
  13. Chuprov P., Poroshyna Ya., Utkin P. Numerical simulation of the propagation of a shock wave above the dense layer of particles using the Baer-Nunziato system of equations. // Comb. and Expl. 2022. V. 15. Iss. 2. P. 67-74.
  14. Tokareva S.A., Toro E.F. HLLC-type Riemann solver for the Baer-Nunziato equations of compressible two-phase flow // J. Comp. Phys. 2010. V. 229. Iss. 10. P. 3573-3604.
  15. Li Q. Difference scheme for two-phase flow // Appl. Math. Mech. 2004. V. 25. P 536-545.
  16. Liang Shan, Liu Wei, Yuan Li Solving seven-equation model for compressible two-phase flow using multiple GPUs // Comp. Fluids. 2014. V. 99. P 156-171.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024